4. Выбросы окиси углерода и сернистого ангидрида с колошниковым газом

Содержание окиси углерода в колошниковом газе зависит от состава дутья, расхода и состава вдуваемого восстановительного газа, расхода кокса, флюса, развития прямого восстановления в доменной печи и т. д.

Содержание СО в колошниковом газе изменяется от 24 до 30%. Примерный выход окиси углерода составляет до 900 кг/т чугуна.

Газ из межконусного пространства выбрасывается через выхлопную трубу после поднятия большого конуса и открывания малого. При основном режиме работы засыпанного аппарата давление в межконусном пространстве в период между опусканиями большого конуса близко к атмосферному, поэтому при опускании малого конуса только часть находящегося в межконусном пространстве газа вытесняется в атмосферу. Эта часть приблизительно равна объему материалов, загруженных в большой конус в течении цикла.

Количество паро-газовой смеси, выделяемой в атмосферу из межконусного пространства в течение часа, можно рассчитать по формуле:

Vг = [(V · P · 273 /1,033 - 1) n + Vм] 273 / T · N

где Vг – выброс газа из межконусного пространства, м³/ч;

V – объем межконусного пространства, м³

P – давление в межконусном пространстве перед выхлопом, атм.;

Т – температура газа в межконусном пространстве, К;

Vм – объем материалов, загружаемых в большой конус в течение одного цикла, м³;

N – количество циклов в час;

n – количество выхлопов газа в течение одного цикла (при основном режиме n = 1).

Содержание СО в паро-газовой смеси при выхлопе из межконусного пространства составляет 20%, при открытии малого конуса 10% (при основном режиме работы) и 12% (при дополнительном).

Пользуясь приведенными данными и формулой, можно вычислить количество окиси углерода, выделяемое из межконусного пространства в атмосферу в течение часа. По расчету, оно составляет до 2 кг/т чугуна при основном режиме работы и до 7 кг/т чугуна при дополнительном.

Сера поступает в доменную печь вместе с загружаемыми материалами. В руде и флюсе она содержится в виде пирита FeS, иногда в виде сульфатов (CaSO₄, BaSO₄ и др.). В настоящее время печи работают на офлюсованном агломерате, в котором сера находится в сложных твердых растворах в виде CaS.

В коксе сера имеется в свободном состоянии, в твердых растворах и в золе в виде сульфитов и сульфатов. В доменной печи вынос серы с газом из офлюсованного агломерата весьма незначителен. Из кокса некоторая часть серы улетучивается до поступления кокса к фурмам доменной печи. Значительное количество этой серы поглощается шихтовыми материалами, образуя FeS и CaS. Остальная сера кокса сгорает у фурм до SO ₂ и, поднимаясь с газами, восстанавливается углеродом кокса до элементарной серы или переходит в соединение CS, CS ₂, HS, COS, H ₂ S . Она также интенсивно поглощается шихтой с образованием CaS и FeS.

Применение офлюсованного агломерата, уменьшение выхода шлака, снижение расхода кокса сокращают унос серы с газами. Повышение температуры колошниковых газов, наоборот, увеличивает количество уносимой серы.

Эмпирические формулы В. Е. Васильева, отражающие зависимость степени уноса серы с газами от различных факторов, выведены на основании анализа условий работы многих доменных печей в 30-е годы и для современных условий не пригодны. Расчет количества серы, выносимой с газами по балансу серы, поступающей в печь и выходящей из нее, дает неверные результаты из-за несовершенной методики анализа содержания серы в шлаке. Поэтому для расчетов можно принять, на основании современных исследований, степень уноса серы (%) при выплавке передельного чугуна 4, литейного 15-20, зеркального 20-30, ферромарганца и ферросилиция 45-60.Расчетные данные уноса серы с колошниковыми газами представлены в табл.

Таблица - Расчетные данные уноса серы с колошниковыми газами

Вид	Количество серы, уносимой с газами, кг/т чугуна, при плавке на
	малосернистом коксе	высокосернистом коксе
Передельный чугун	0,1-0,15	0,4-0,5
Литейный чугун	0,7-1,5	2,0-3,5
Ферросилиций	4-6	12-17
Ферромарганец	5-7	15-20

Часть серы (до 0,35 г/т чугуна) выбрасывается в виде сернистых газов в атмосферу из межконусного пространства. Остальная уходит с газами в систему газоочистки и к потребителям газа, где при его сжигании вся сера с дымовыми газами выбрасывается в атмосферу.